不要核電、又不要燃煤的台灣,電力從「屋頂」來夠嗎?

不要核電、又不要燃煤的台灣,電力從「屋頂」來夠嗎?
台南國立台灣歷史博物館。Photo Credit:陽光屋頂百萬座
我們想讓你知道的是

當核電歸零、燃煤機組退場,綠能最大的「潛力股」太陽光電,能夠填補台灣短缺的電力嗎?

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為了落實總統蔡英文「非核家園」的競選承諾,行政院長賴清德剛上任就宣布,核電將在2025年前停止運轉、走入歷史,台灣將正式邁入「零核電」時代。

但同時,台灣最主要的電力來源—火力發電造成的空氣汙染,也讓地方「減煤」聲勢日漸高漲,深受霧霾所苦的台中、高雄市都在今年要求火力電廠減少生煤使用量,台灣發電量預估將再度減少上億度。不過如果不要核電、又不要燃煤,台灣的電力該從哪裡來?

經濟部規劃的電力版圖,從2017年到2025年,除了靠增加天然氣取代燃煤發電,另外要填補最多的電力來源,就是再生能源。再生能源在台灣的發電占比目前只有5.1%(台電2016年數據),卻要在2025年之前提升到20%,增加近15個百分點,僅次於天然氣20%的增幅。

而要促成這樣的增長,在各樣再生能源中,卻不是運用像是水力、沼氣這樣的發電大宗,反倒找了一個發電比例「吊車尾」的太陽能,計畫要在5年內成長2,000萬瓩的太陽光電裝置容量【註1】,比其他再生能源(包括離岸風電、地熱、沼氣)要成長的目標加起來還多。這樣具野心的目標,可行嗎?

太陽能板
嘉義縣逐鹿社區,每天發電量1083度,以一般家庭每天使用10度估算,可供給108個家庭使用。|Photo Credit:陽光屋頂百萬座

台灣的太陽光電裝置,可以分為「屋頂型」和「地面型」兩種,經濟部也因此訂下不同的裝置容量目標:

  • 屋頂型:(2017年)131.87萬瓩 → (2020年)300萬瓩
  • 地面型:(2017年)6.97萬瓩 →(2025年)1,700萬瓩

「地面型」太陽能要成長的幅度很大,不過台灣地狹人稠,地面能發展的空間終究有限,在地面上「種電」產生的問題也不少。《蘋果日報》曾經報導,中南部農業區有許多光電業者向農民承租農地、在農地上蓋太陽能發電設施,卻無營農事實,變相地掠奪農地,農委會從2013年至2016年間,就廢止了81座違規光電棚。今年12月,桃園埤塘更被發現池水被抽乾,進行太陽能光電立柱施工。

土地糾紛難解,政府則開始把腦筋動到一般住家的屋頂上,目標在3年內,讓全台灣的屋頂,多出300萬瓩的裝置容量。

為了鼓勵更多民眾參與屋頂「種綠電」,經濟部11月公布,將朝「民眾零出資、政府零補助」的方向執行綠能屋頂計畫:地方政府扮演像是「屋頂仲介」的角色,不補助民眾自設太陽能板,而是遴選出合適的光電業者,由業者出資幫民眾免費在自家屋頂裝設太陽能板。太陽能板發電所賺的錢,光電業者可依照躉購費率【註2】賣給台電,再給民眾其中的10%當作「出租費」,3%則給地方政府當作「仲介費」。

而使用頂樓屋頂可能會遇到的違建問題,能源局也預計明年初完成修法來解圍,讓「不影響公共安全」的違章建築上,得以架設太陽能板。

不過這樣的發電量,夠用嗎?

屋頂當「綠電發電廠」,台南一年可供應全市四成民生用電

目前全台灣太陽光電發電效能最好的縣市,主要集中在中、南部,像是雲林縣、台中市、台南市、高雄市與屏東縣。

而全台灣日照時數最高的屏東縣,和日照時數最少的基隆市,同樣的太陽光電裝置,每個月估計可發電量可以差到快8個人的用電量:

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每月估計可發電量計算方式:一戶30坪的屋頂裝置容量為10瓩 x 每瓩每日平均發電量 x 30日 資料來源:台電|製圖:關鍵評論網

台南市日照時數長,從2011年開始推動「陽光電城」,鼓勵社區住宅、農舍、工廠等屋頂上裝設太陽能板,而全台灣規模最大的太陽光電示範社區「人間清境」,就位在台南安南區。至今有快一半的住戶已經在自家屋頂裝太陽能板「種綠電」(130戶中已有58戶)。

人間清境的住戶李英碩表示,他家屋頂上裝了9瓩的太陽能板,夏天日照時數長,一個月能發電1800度,即使是日照時數比較少的冬天,一個月的發電量(1080度)也遠遠超過他們家一個月的用電量(250度)。

除了能自己用電自己發,李英碩還說,他家頂樓屋頂產生的電力還能賺錢,他依照2014年躉購費率(每度7.16元),將屋頂綠電全數賣給台電,一個月可以賺入1萬元左右。

一個社區住戶能靠屋頂型太陽能板自給自足,那如果台南所有的屋頂都裝設太陽能板,能夠發多少電呢?有可能滿足全台南的民生用電嗎?

屋頂太陽能板
Photo Credit: 台南市政府
台南人間清境社區,2017年11月17日為止,最大規模太陽能發電社區,總裝置設置為509瓩。

根據台南市地政局提供的資料,台南累計至2016年,共計有60萬棟的私有建物。以一棟建築物的屋頂面積(約12坪)來計算,全台南能釋出720萬坪的屋頂面積。不過,因為鄰近的高樓、樹木或是煙囪,可能會遮蔽太陽能面板,而造成能源損失,只能取建築面積的50%(也就是360萬坪)進行推估。

如果全台南市的屋頂都裝上太陽能板,共計能釋出120萬瓩的裝置容量,可以用來吸收太陽光發電。而實際的發電量,根據台電2016年統計各縣市太陽光電發電功率(台南每瓩平均一年可發1,165度電)計算,一年可以產出14億度電,約可供應台南市40%的民生用電,也就是彌補台南市總用電量的5%(2016年,台電售予台南市家庭用電為36億80,020,623度,總用電量為264億472,702,431度)。

綠屋頂計畫,究竟能彌補全台多少電力缺口?

除了台南市,如果全台灣的太陽能裝置容量可以成長到300萬瓩,放到全台灣的發電比例來看,又能填補多少電力缺口呢?

依照台電公告,2016年全台太陽能裝置容量每瓩一年平均發電1,150度,300萬瓩粗估一年可發34億5千萬度。這樣的發電量,雖然無法頂上關掉三座核電廠會少掉的300億度電(台電2016年資料),但也能關掉一台核電機組(2016年核能二廠二號機的發電量,為24億1千5百萬左右度電)。

而依照燃煤發電廠所發電力(如下所示),屋頂型太陽能板要取代傳統能源顯然無法一步到位,不過,太陽光電只是再生能源的其中一環,仍有其他再生能源同時在發展,如裝置容量要成長6倍的地面型太陽光電(1,700萬瓩)、離岸風力發電(300萬瓩)、地熱發電(20萬瓩)、沼氣發電(2.02萬瓩)等等,以及排碳係數比燃煤發電少一半的天然氣(889.6萬瓩)將會大舉出動。

當核能成為台灣島上一顆不穩定炸彈、核廢料無解、燃煤發電產生的PM2.5和硫化物又是空汙禍首,可以預見台灣未來的電力版圖,將從集中的大型電廠,分解成朝小型、分散的電力結構邁進。

2016年全台各電廠燃煤機組發電實績如下:(台電提供數據)
  1. 台中火力發電廠(中一機 ~ 中十機):每部機組年發電量約40億度,合計400億度
  2. 桃園林口電廠(林一機、林二機):各發35億度、8億度

【註1】裝置容量不等於實際的發電量,裝置容量是指,各發電機組在正常發電情況下,可提供的最大輸出功率。實際的發電量還是會因為發電時數(以太陽能發電來說,各地區會因日照條件略有增減)和機組的發電效益而有所差異。

【註2】目前的裝置狀況,民眾可以選擇自己設置太陽能板,或是出租給太陽光電業者,業者依照裝設當年的躉購費率(政府鼓勵裝設再生能源設備,提供固定的優惠費率,保障收購再生能源生產電力,費率維持20年不變),依比例支付給用戶。以「人間清境」住戶李英碩的屋頂來看,自己裝太陽能板,和出租給業者的收入差別如下:

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參考資料:

核稿編輯:羊正鈺

諮詢顧問:台灣再生能源推動聯盟